Nghiên cứu sự ảnh hưởng của quá trình tổng hợp tuyến tới hiệu năng của giao thức định tuyến trong mạng kết hợp giữa IPv4 và IPv6

TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH TỔNG
HỢP TUYẾN TỚI HIỆU NĂNG CỦA GIAO THỨC ĐỊNH
TUYẾN TRONG MẠNG KẾT HỢP GIỮA IPV4 VÀ IPV6
Lê Hoàng Hiệp1, Trần Đức Hoàng1, Nguyễn Thị Duyên1,
Nguyễn Lan Oanh1, Phạm Thị Liên1, Vũ Hoài Nam1
Title: Study the impacts of route
summarization on the performance
of ospfv3 and eigrpv6 in hybrid
IPV4-IPV6 network
Từ khóa: OSPFv3 và EIGRPv6;
Mạng lai IPv4&IPv6; tổng hợp và
phân phối tuyến; công nghệ đường
hầm; tối ưu hóa định tuyến
Keywords: OSPFv3 and EIGRPv6;
hybrid IPv4 & IPv6 network; route
redistribution and summarization;
tunnel technology; optimize routing
Lịch sử bài báo:
Ngày nhận bài: 15/9/2019;
Ngày nhận kết quả bình duyệt:
23/11/2019;
Ngày chấp nhận đăng bài:
02/12/2019.
Tác giả: Trường Đại học CNTT&TT
Thái Nguyên
Email:

TÓM TẮT
Trong bài báo này, nhóm tác giả tập trung nghiên cứu

sự ảnh hưởng của yếu tố tổng hợp tuyến tới hiệu năng của
hai giao thức Open Shortest Path First Version 3 (OSPFv3)
và Enhanced Interior Gateway Routing Protocol Version 6
(EIGRPv6) trong mạng kết hợp giữa IPv4 và IPv6 (Hybrid
IPv4-IPv6 Network) sử dụng công nghệ đường hầm Tunnel.
Kết quả nghiên cứu, thực nghiệm cho thấy OSPFv3 thực hiện
tối ưu hơn EIGRPv6 với hầu hết các tham số sử dụng như:
Thời gian hội tụ, RTT (round time trip), thời gian đáp ứng,
chi phí đường hầm, lưu lượng giao thức, mức độ sử dụng
CPU và bộ nhớ.
ABSTRACT
In this paper, the authors focus on studying the effect of
route summarization on the performance of the two OSPFv3
and EIGRPv6 in the Hybrid IPv4-IPv6 Network using Tunnel
technology. Research results and experiments show that
OSPFv3 performs more optimally than EIGRPv6 with most of
the parameters used: convergence time, RTT (round time
trip), response time, tunnel cost, traffic protocol, CPU and
memory usage level.

1. Giới thiệu
IPv6 có nhiều ưu điểm vượt trội so với
IPv4, đáp ứng được nhu cầu phát triển của
mạng Internet hiện tại và trong tương lai.
Do đó, hệ thống mạng IPv6 sẽ dần thay thế
mạng IPv4. Tuy nhiên, chuyển đổi sử dụng
từ mạng IPv4 sang mạng IPv6 không phải là
một công việc dễ dàng hay có thể thực hiện
ngay được. Trong trường hợp thủ tục IPv6
đã được chuẩn hóa, hoàn thiện và hoạt động

tốt, việc chuyển đổi có thể được thúc đẩy
thực hiện trong một thời gian nhất định đối
với một mạng nhỏ, mạng của một tổ chức.
Tuy nhiên khó có thể thực hiện ngay được
với một mạng lớn. Đối với Internet toàn cầu,
việc chuyển đổi ngay lập tức từ IPv4 sang
IPv6 là một điều không thể. Địa chỉ IPv6
được phát triển khi IPv4 đã được sử dụng
rộng rãi, mạng lưới IPv4 Internet đã hoàn
thiện và hoạt động ổn định. Trong quá trình
Tập 6 (12/2019)

77


TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

triển khai thế hệ địa chỉ IPv6 trên mạng
Internet, không thể có một thời điểm nhất
định nào đó mà địa chỉ IPv4 bị hủy bỏ, IPv6
và IPv4 sẽ phải cùng tồn tại trong một thời
gian rất dài (Z. Ashraf, 2013).

Có nhiều kỹ thuật để chuyển đổi từ
mạng IPv4 sang IPv6 và việc áp dụng triển
khai giao thức định tuyến trong hạ tầng
mạng kết hợp (mạng lai) này cũng còn
nhiều vấn đề cần phải nghiên cứu, xem xét.
Trong nghiên cứu này nhóm tác giả sẽ tập

trung nghiên cứu làm rõ sự ảnh hưởng của
quá trình tổng hợp tuyến (route
summarization) tới hiệu năng của giao thức
định tuyến OSPFv3 và EIGRPv6 sử dụng các
tham số đánh giá định lượng được như:
Thời gian hội tụ, RTT, thời gian đáp ứng, chi
phí đường hầm, lưu lượng giao thức và mức
độ sử dụng CPU, bộ nhớ.
Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả
đã tập trung vào nghiên cứu việc tối ưu
hóa quá trình trao đổi thông tin định
tuyến bằng việc thực nghiệm sử dụng giao
thức định tuyến OSPFv3 và EIGRPv6. Cụ
thể hơn, nghiên cứu sự ảnh hưởng của
quá trình tổng hợp tuyến tới hiệu năng
của hai giao thức này và được kiểm
nghiệm dựa trên các tham số như: Thời
gian hội tụ mạng, RTT, thời gian đáp ứng,
lượng Tunnel Overhead, lưu lượng giao
thức định tuyến và mức độ sử dụng CPU
và bộ nhớ. Thực nghiệm nghiên cứu đã chỉ
ra rằng, hiệu năng của OSPFv3 tốt hơn so
với EIGRPv6 trong trường hợp có cấu
hình tính năng tổng hợp tuyến với cùng
các tham số và thời gian đã thực nghiệm.
Điều này có nghĩa rằng, việc tổng hợp
tuyến có sự ảnh hưởng rất lớn tới việc
thay đổi (làm tăng) hiệu năng của giao
thức định tuyến.

2. Nhận diện đặc điểm giao thức,
mạng lai và các yếu tố ảnh hưởng tới
hiệu năng giao thức
Hiệu năng của các giao thức định
tuyến trên nền IPv4 đã được các nhà
nghiên cứu phân tích, đánh giá trong nhiều
công bố trước đây. Các tác giả đã kiểm tra
và so sánh hiệu năng của các giao thức định
tuyến khác nhau (như giao thức RIP,
EIGRP và OSPF) bằng cách sử dụng nhiều
trình giả lập với nhiều mẫu sơ đồ
(topology) đầu vào trên cùng các tham số
của giao thức và đã đưa ra kết luận về kết
quả là EIGRP thực hiện tốt hơn về thời gian
hội tụ, mức độ sử dụng CPU, thông lượng,
độ trễ đầu cuối ít hơn so với giao thức RIP
và OSPF. Trong các nghiên cứu nghiên cứu
này đã chỉ ra EIGRP tiêu thụ tài nguyên ít
hơn so với OSPF trong các ứng dụng thời
gian thực (Z. Ashraf, 2013) (D. Chauhan
and S. Sharma, 2015) (Alex Hinds, 2013).

Trong các nghiên cứu (D. Chauhan and
S. Sharma, 2015) (Alex Hinds, 2013)
(Komal Gehlot, 2014), các tác giả so sánh và
phân tích hai giao thức định tuyến OSPFv3
& EIGRPv6 dựa trên hiệu năng của chúng
trong một mạng nhỏ dựa trên nghiên cứu
tập trung vào phân tích cấu hình và so sánh
cấu hình trên IPv4 và cả IPv6 cho thấy việc

cấu hình trên IPv6 phức tạp hơn so với
IPv4, hơn nữa IPv6 cung cấp QoS tốt hơn so
với IPv4 và chỉ ra rằng EIGRPv6 có nhiều ưu
điểm hơn so với OSPFv3 ở thời hạn hội tụ
trong một mạng nhỏ (được thực hiện trên
nhiều mẫu sơ đồ mô phỏng khác nhau). Tuy
nhiên trong các công trình có liên quan này,
các nhà nghiên cứu hay tập trung so sánh
hiệu năng của các giao thức định tuyến trên
nền IPv4 hoặc riêng trên nền IPv6 mà thiếu
đánh giá, so sánh trên hạ tầng mạng kết
hợp (mạng lai) giữa IPv4 và IPv6. Từ đó,
trọng tâm của nghiên cứu này là phân tích
Tập 06 (12/2019)

78


TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

hiệu năng của EIGRPv6 và OSPFv3 dựa trên
phân tích quá trình tối ưu hóa trao đổi
thông tin định tuyến trong mạng kết hợp
IPv4-IPv6 sử dụng kỹ thuật đường hầm
(Tunnel) trong trường hợp có hoặc không
tổng hợp tuyến.

OSPFv3 sử dụng phương pháp phát tán
(flooding) để các router trao đổi các bản tin
định tuyến. Phương pháp này giúp các

router nhanh chóng đồng bộ cơ sở dữ liệu,
nhanh chóng đáp ứng lại sự biến động tình
trạng của hệ thống.

OSPFv3 là một giao thức định tuyến
cho IPv6. Hoạt động của nó vẫn dựa trên
OSPFv2 và có gia tăng thêm một số tính
năng. Giao thức OSPFv3 được xây dựng trên
nền tảng của thuật toán định tuyến Link
State, mỗi router sẽ xây dựng và duy trì một
cơ sở dữ liệu mô tả cấu trúc của toàn hệ
thống (hệ thống các router chạy OSPFv3).
Cơ sở dữ liệu này được gọi là link- state
database (cơ sở dữ liệu về trạng thái các kết
nối) và mỗi router có một cơ sở dữ liệu
riêng tùy theo vị trí, vai trò của nó trong hệ
thống. Để xây dựng nên cơ sở dữ liệu này,
mỗi router sẽ tự tạo ra các bản tin mô tả về
trạng thái quanh mình (trạng thái các giao
diện, các router khác trên cùng liên kết...).
Các bản tin này sau đó được các router phát
tán tới tất cả các router khác trong hệ thống,
từ đó tính toán chính xác được tuyến đường
ngắn nhất tới bất kỳ đích nào dựa vào thuật
toán Dijkstra. Giao thức OSPFv3 cho phép
người quản trị hệ thống cấu hình trên mỗi
giao diện một giá trị trọng số liên kết (linkcost). Trọng số này nói lên chi phí phải trả
để một router đẩy gói qua giao diện này và
có thể được tính toán từ một trong số các
tham số mạng. Giá trị này chính là tiêu

chuẩn để giao thức OSPFv3 tính toán và lựa
chọn tuyến đường ngắn nhất tới đích.
Tuyến ngắn nhất là tuyến có tổng trọng số
liên kết nhỏ nhất.

Giao thức EIGRP là phiên bản cao cấp
của IGRP (Interior Gateway Routing
Protocol) được phát triển bởi Cisco do đó
nó là giao thức định tuyến chỉ hoạt động
được trên các thiết bị của Cisco. EIGRP sử
dụng thuật toán Distance Vector và thông
tin distance giống với IGRP. Tuy nhiên
EIGRP có độ hội tụ và vận hành hơn hẳn
IGRP. Kỹ thuật hội tụ này được nghiên cứu
tại SRI International và sử dụng một thuật
toán được gọi là Diffusing Update
Algorithm (DUAL) - thuật toán cập nhật
khuếch tán. Thuật toán này đảm bảo loopfree hoạt động trong suốt quá trình tính
toán đường đi và cho phép tất cả các thiết bị
liên quan tham gia vào quá trình đồng bộ
Topology trong cùng một thời điểm. Những
router không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi
topology sẽ không tham gia vào quá trình
tính toán lại. Tương tự như các giao thức
định tuyến khác, EIGRPv6 cũng giữ lại đầy
đủ các đặc điểm của EIGRP dùng cho IPv4
cũ và thực hiện bổ sung các tính năng chạy
cho IPv6 như định nghĩa lại thông tin định
tuyến được trao đổi là IPv6 prefix thay cho
IPv4, sử dụng địa chỉ multicast FF02::A thay

cho địa chỉ 224.0.0.10 của EIGRPv4, …

2.1. Giao thức OSPFv3

Việc tính toán cây đường đi ngắn nhất
chỉ chính xác khi tất cả các router tính toán
trên cùng một cơ sở dữ liệu về hệ thống.

2.2. Giao thức EIGRPv6

2.3. Mạng kết hợp giữa IPv4 và IPv6

Trong quá trình phát triển, các kết nối
IPv6 sẽ tận dụng cơ sở hạ tầng sẵn có của
IPv4. Do vậy cần có những công nghệ phục
vụ cho việc chuyển đổi từ địa chỉ IPv4 sang
địa chỉ IPv6.
Tập 06 (12/2019)

79


TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

2.4. Phân phối tuyến

Hình 1. Sự chuyển đổi giữa mạng IPv4
và IPv6
Tuy nhiên trong giai đoạn chuyển đổi,
điều quan trọng là phải đảm bảo sự hoạt

động bình thường của mạng IPv4 hiện tại.
Từ đó đặt ra yêu cầu cụ thể đối với việc
chuyển đổi như sau:

- Việc thử nghiệm IPv6 không ảnh
hưởng đến các mạng IPv4 hiện đang hoạt
động kết nối.

- Hiệu năng hoạt động của mạng IPv4
không bị ảnh hưởng. IPv6 chỉ tác động đến
các mạng thử nghiệm.

- Quá trình chuyển đổi diễn ra từng
bước, không nhất thiết phải chuyển đổi
toàn bộ các nút mạng sang giao thức mới.
Các công nghệ chuyển đổi được sử dụng
phổ biến hiện nay là:
+ Dual Stack: Cho phép IPv4 và IPv6
cùng hoạt động trong một thiết bị mạng.

+ Translation (NAT-PT): NAT-PT còn
được gọi là công nghệ biên dịch. Đây là công
nghệ giúp cho thiết bị chỉ hỗ trợ IPV6 có thể
kết nối với một thiết bị chỉ hỗ trợ IPV4.
NAT-PT thực hiện chức năng của mình
thông qua cơ chế biên dịch địa chỉ và dạng
thức của mỗi đầu gói tin.
+ Tunnelling: Công nghệ đường hầm,
sử dụng cơ sở hạ tầng mạng IPv4 để truyền
tải gói tin IPv6, phục vụ cho kết nối IPv6.

Mỗi cơ chế có ưu nhược điểm và phạm
vi áp dụng khác nhau.

Khi một thiết bị Router trong mạng
được triển khai nhiều giao thức định
tuyến khác nhau, khi đó cần có một cơ
chế phân phối các tuyến đường của giao
thức này được quảng bá vào trong giao
thức còn lại để mạng có thể hội tụ được,
khi đó các tuyến được phân phối sẽ trở
thành các tuyến bên ngoài ở trong bảng
định tuyến. Trong thực nghiệm ở phần
tiếp theo, nghiên cứu sử dụng 15 tuyến
tĩnh và 15 tuyến trên cổng Loopback của
router R1 như sơ đồ mạng ở Hình 2. Cả
hai giao thức OSPFv3 và EIGRPv6 đều hỗ
trợ công nghệ phân phối tuyến trong
mạng lai IPv4-IPv6.
2.5. Tổng hợp tuyến

Tổng
hợp
tuyến
(Route
Summarization) hay tóm tắt tuyến là cách
mà router thu gọn các tuyến đường có
cùng đặc điểm (giống nhau số bit
network_id) nhằm làm giảm số lượng
tuyến đường (route) trong bảng định

tuyến. Tổng hợp tuyến giúp giảm kích
thước bảng định tuyến, tăng nhanh tốc độ
hội tụ mạng. Trong thực nghiệm như sơ
đồ Hình 2, sử dụng 15 tuyến tĩnh và 15
tuyến trên cổng Loopback của router R1,
các tuyến này sẽ được quảng bá ở bên
trong giao thức định tuyến bởi một tuyến
duy nhất thông qua việc tổng hợp tuyến.
Cả hai giao thức OSPFv3 và EIGRPv6 đều
hỗ trợ công nghệ tổng hợp tuyến trong
mạng lai IPv4-IPv6. Đây cũng là yếu tố
được tập trung nghiên cứu, thực nghiệm
để xem xét đánh giá mức độ ảnh hưởng
của tổng hợp tuyến tới hiệu năng giao
thức OSPFv3 và EIGRPv6 dựa trên các kết
quả đầu ra.
Tập 06 (12/2019)

80


TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

3. Phân tích, triển khai đánh giá hiệu
năng giao thức ospfv3 và eigrpv6 trên
hạ tầng mạng kết hợp giữa IPV4 và IPV6
Để đánh giá được sự ảnh hưởng của
tổng hợp tuyến tới hiệu năng của OSPFv3 và
EIGRPv6 trên hạ tầng mạng lai giữa IPv4 và
IPv6, nghiên cứu sẽ lần lượt thực hiện các

bước mô phỏng thực nghiệm sau đó phân
tích đánh giá định lượng dựa trên kết quả
đầu ra (Komal Gehlot, 2014) (Martin
Kuradusenge, 2016) (Kuwar Pratap Singh,
2013) (F. Li, J. Yang, J. Wu, Z. Zheng, H.
Zhang và X. Wang, 2014):

Trong nghiên cứu này, tất cả các thực
nghiệm được lặp lại 5 lần và kết quả sau đó
được tính trung bình trên các lần chạy này.
Việc đánh giá hiệu năng của OSPFv3 và
EIGRPv6 dựa trên các tham số như: thời
gian hội tụ, thời gian khứ hồi (RTT), thời
gian đáp ứng, lưu lượng giao thức,
Tunneling Overhead, mức độ sử dụng CPU
và bộ nhớ trong trường hợp có hoặc không
tổng hợp (tóm tắt) tuyến đường.
Bảng 1. Thông số cấu hình

3.1. Xây dựng sơ đồ mạng

3.2. Cấu hình thực nghiệm EIGRP

Hình 2. Sơ đồ mạng mẫu mô phỏng,
đánh giá
Router R1 và R4 là các router sẽ được
cấu hình đường hầm Tunnel sử dụng địa chỉ
IPv6 qua mạng IPv4. Nghiên cứu đã sử dụng
cấu hình đường hầm tĩnh vì các nghiên cứu
trước đây cho thấy rằng nó an toàn hơn và

hoạt động tốt hơn hơn kiểu định tuyến
khác. Trong thực nghiệm đã cấu hình quảng
bá tất cả các tuyến tĩnh và các tuyến trên các
cổng Loopback bằng các route đã được tổng
hợp (tóm tắt lại) qua đường hầm và sau đó
thu thập kết quả. Nghiên cứu cũng đã sử
dụng Whireshark để phân tích các gói tin.

Trong thực nghiệm này thực hiện cấu
hình cả công nghệ IPv4 và IPv6 cho sơ đồ
trong hình 2, khi đó router R1 và R4 sẽ đóng
vai trò Dual Stack Router. Cần đảm bảo rằng
chế độ định tuyến IPv6 đã được bật trên hai
router này và đã gán địa chỉ IP theo sơ đồ
mạng. Tiếp theo cấu hình EIGRP 10 trên
IPv4 và EIGRP 100 trên IPv6. Sau đó cấu
hình tạo đường hầm (Tunnel) giữa R1 và R4
sử dụng địa chỉ IP nguồn và IP đích theo sơ
đồ Hình 2.
 Phân phối tuyến EIGRPv6:

Trong mẫu mô phỏng này có tổng 15 tuyến
tĩnh và 15 tuyến thông qua cổng giao diện
Loopback. Tất cả các tuyến đường này được
tạo ở chế độ toàn cục trên router và được
gán đầy đủ địa chỉ IPv6. Tiếp theo thực hiện
cấu hình phân phối (redistribute) toàn bộ
các tuyến này vào trong EIGRPv6. Kết quả,
chúng ta có thể thấy các tuyến được quảng
bá vào trong bảng định tuyến là các tuyến

bên ngoài router như Hình 3:
Tập 06 (12/2019)

81


TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

Hình 3. Phân phối tuyến vào EIGRPv6
 Tổng hợp tuyến EIGRPv6:
Với sơ đồ mạng có kích thước khá lớn
như trong nghiên cứu này, khi chạy định
tuyến EIGRPv6 các tuyến sẽ được quảng bá

vào trong giao thức định tuyến dẫn tới việc
tăng kích thước bảng định tuyến, vì vậy cần
phải cấu hình tổng hợp tuyến trong kết nối
tại đường hầm để giảm kích thước bảng
định tuyến như Hình 4:

Hình 4. Tổng hợp tuyến trong EIGRPv6

Tập 6 (12/2019)

82


TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

3.3. Cấu hình thực nghiệm OSPF

Giao thức OSPF có thể hoạt động ở
nhiều vùng (area) khác nhau. Thực hiện
cấu hình area 0 cho OSPFv2 và area 0 cho
OSPFv3, trong đó OSPFv2 được cấu hình
ở mode toàn cục còn OSPFv3 được cấu
hình trên các cổng của router. Sau đó cấu
hình tạo đường hầm (Tunnel) giữa R1 và
R4 sử dụng địa chỉ IP nguồn và IP đích
theo sơ đồ Hình 2.

 Cấu hình phân phối tuyến trong
OSPFv3:
Tạo các tuyến tĩnh, tuyến thông qua
cổng Loopback và gán địa chỉ IPv6 cho các
tuyến này. Sau đó thực hiện cấu hình phân
phối (redistribute) toàn bộ các tuyến này
vào trong giao thức OSPFv3. Quan sát trong
kết quả Hình 5, ta thấy bảng định tuyến đã
chứa toàn bộ các tuyến bên ngoài mã ta đã
cấu hình:

Hình 5. Phân phối tuyến vào OSPFv3
Tập 6 (12/2019)

83


TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

 Tổng hợp tuyến OSPFv3

Cấu hình tổng hợp tuyến ở chế độ toàn cục, kết quả bảng định tuyến sau khi tổng hợp
tuyến như hình 6:

Hình 6. Tổng hợp tuyến trong OSPFv3
3.4. Đánh giá thời gian hội tụ
Khi một router trao đổi thông tin
định tuyến với các router khác và nó cố
gắng hoàn thiện bảng định tuyến của nó
(học tất cả các đường đi tới đích) khi đó
router sẽ đạt tới trạng thái hội tụ. Thời
gian hội tụ mạng (convergence time) là
thông số quan trọng để xác định hiệu
năng của giao thức định tuyến. Bên
cạnh đó, kích thước của mạng (số lượng
node mạng nhiều hay ít) cũng vậy, với
các mạng có kích thước lớn thì thời gian
hội tụ sẽ chậm hơn so với mạng có kích
thước nhỏ (Jay Kumar Jain and Sanjay
Sharma, 2014).. Trong nghiên cứu này,
thời gian hội tụ trên OSPFv3 và

EIGRPv6 qua việc sử dụng đường hầm
đã được tính toán và cho ra kết quả như
Hình 7, Hình 8:

Hình 7. Thời gian hội tụ trước khi thực
hiện tổng hợp tuyến
Tập 06 (12/2019)

84

TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

RTT của OSPFv3 tốt hơn nhiều so với
EIGRPv6 mà không cần thực hiện cấu hình
tổng hợp tuyến.

Hình 8. Thời gian hội tụ sau khi thực
hiện tổng hợp tuyến
Trong Hình 7 và Hình 8, thời gian hội
tụ trung bình trong 5 lần được ghi nhận cho
cả hai giao thức định tuyến từ trạng thái up
trên giao diện Serial đến trạng thái adjacent
của giao diện cổng đường hầm tunnel trên
router R4. Thực nghiệm cho thấy khả năng
hội tụ trên EIGRPv6 là nhanh hơn so với
OSPFv3 ở cả trường hợp trước và sau khi
tổng hợp tuyến. Hơn nữa, việc tổng hợp
tuyến đóng vai trò rất quan trọng trong việc
hội tụ nhanh của cả hai giao thức.
3.5. Đánh giá Round Trip Time (RTT)

Thời gian trễ trọn vòng RTT là tổng
thời gian của một gói tin để đi từ nguồn tới
đích, đây là một tham số chính ở lớp mạng
(Network Layer). Trong truyền thông TCP
sử dụng giao thức ICMP (lệnh Ping) để nhận
kết quả RTT giữa người gửi và người nhận.

Trong kết quả tại Hình 9 hiển thị số liệu
thống kê RTT mức trung bình trong nhiều
vòng sử dụng hai giao thức OSPFv3 và
EIGRPv6 mà không thực hiện tổng hợp
tuyến qua đường hầm IPv6. Kết quả này
được tính toán tính từ PC2 tới cổng
Loopback1:

Hình 9. Thời gian trễ trọn vòng RTT
trước khi tổng hợp tuyến
Trong kết quả như Hình 10 cho thấy số
liệu thống kê về RTT với địa chỉ tóm tắt
thông qua đường hầm IPv6. Kết quả được
tính từ PC2 tới cổng Loopback1 sử dụng CV
của EIGRPv6 là 45 ms trong khi CV của
OSPFv3 là 51 ms. Kết quả cũng chỉ ra rằng
EIGRPv6 cung cấp hiệu năng tốt hơn
OSPFv3 trong việc tối ưu hóa tuyến đường.

Để xác thực kết quả, nghiên cứu sử
dụng hệ số biến thiên CV (coefficient of
variation) thông qua công thức (D. Chauhan
and S. Sharma, 2015):
𝐶𝐶𝐶𝐶 =

𝑆𝑆
𝑋𝑋

∗ 100

(1)

(lấy độ lệch chuẩn S chia cho giá trị

trung bình 𝑋𝑋). Trong thực nghiệm này, CV
của EIGRPv6 là 63 ms trong khi CV của
OSPFv3 là 37 ms. Kết quả cũng cho thấy

Hình 10. Thời gian trễ trọn vòng RTT
sau khi tổng hợp tuyến
Tập 06 (12/2019)

85


TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

3.6. Thời gian đáp ứng Response Time
Là tổng thời gian cần thiết để trả lời
yêu cầu dịch vụ. Trong thực nghiệm của
nghiên cứu này, thời gian đáp ứng được
kiểm chứng trên cả OSPFv3 và EIGRPv6
chạy trên mạng kết hợp giữa IPv4 và IPv6
(hybrid IPv4-IPv6 network) trước và sau
khi tổng hợp tuyến (Fatima A. Hamza,
Amr M. Mohamed, 2011). Kết quả trong
Hình 11 chỉ ra kết quả đáp ứng (phản hồi)
trung bình cho các vòng khác nhau mà
không cần tổng hợp tuyến. Kết quả được
tính từ PC2 tới cổng Loopback1, trong đó

CV của EIGRPv6 là 81 ms trong khi CV của
OSPFv3 là 79 ms. Kết quả cũng cho thấy
OSPFv3 có lợi thế, ưu điểm hơn so với
EIGRPv6:

Hình 12. Thời gian đáp ứng sau khi tổng
hợp tuyến
3.7. Tunnel Overhead
Hình 13 hiển thị trạng thái của đường
hầm tunnel trong OSPFv3 và EIGRPv6 với
cùng khe thời gian (time slot) là 9 phút
trên router R1 trước khi tổng hợp tuyến.
Qua thống kê cho thấy R1 đã gửi 131 gói
tin cho router hàng xóm và nhận được
118 gói tin thông qua đường hầm sử dụng
giao thức EIGRPv6, trong khi với OSPFv3
nó chỉ gửi 75 gói tin và nhận được 65 gói
tin:

Hình 11. Thời gian đáp ứng trước khi
tổng hợp tuyến
Trong Hình 12 chỉ ra thời gian đáp
ứng trung bình với địa chỉ tóm tắt thông
qua đường hầm IPv6, trong đó CV của
EIGRPv6 là 57 ms trong khi CV của
OSPFv3 là 72 ms. Kết quả cũng cho thấy
thời gian phản hồi của EIGRPv6 tốt hơn
nhiều so với OSPFv3 với việc sử dụng cấu
hình tổng hợp tuyến:

Hình 13. Giá trị Tunnel Overhead trước
khi tổng hợp tuyến
Hình 14 chỉ ra giá trị Tunnel
Overhead sau khi tổng hợp tuyến. Kết
quả cho thấy sau khi cấu hình tổng hợp
Tập 06 (12/2019)

86


TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

tuyến, các gói tin OSPFv3 bị giảm đi trong
khi các gói EIGRPv6 tăng lên. Trong
EIGRP nhận được 126 gói tin và gửi đi
134 gói tin qua đường hầm trong khi
OSPFv3 nhận được 61 gói tin và gửi đi 75
gói. Điều đó có nghĩa là giá trị Tunnel
Overhead trên EIGRPv6 cao hơn khoảng
50% so với OSPFv3:
Hình 15. Thống kê lưu lượng giao thức
định tuyến trước khi tổng hợp tuyến

3.8. Thống kê lưu lượng giao thức
định tuyến

Hình 16 chỉ ra việc thống kê lưu lượng
của EIGRPv6 và OSPFv3 với cùng thời gian
6 phút trên R1 trong trường hợp có cấu
hình tổng hợp tuyến. Kết quả cho thấy

EIGRPv6 đã gửi 169 gói tin Hello và nhận
83 gói tin Hello trong khi OSPFv3 đã gửi và
nhận chỉ 33 gói tin Hello. Có nghĩa là, sau
khi tổng hợp tuyến, EIGRPv6 có tỷ lệ các
gói tin Hello cao hơn trong khi OSPFv3 tỷ
lệ này giữ nguyên (vẫn được duy trì). Điều
này chỉ ra hiệu năng của OSPFv3 tốt hơn
nhiều so với EIGRPv6 trong trường hợp có
tổng hợp tuyến:

Hình 15 thống kê lưu lượng của
OSPFv3 và EIGRPv6 với cùng thời gian là
6 phút trên R1 mà không sử dụng tổng
hợp tuyến. Thống kê này chỉ ra rằng với
thời gian này, EIGRPv6 đã gửi 144 và
nhận 71 gói tin Hello trong khi OSPFv3 đã
gửi và nhận chỉ 33 gói tin Hello. Điều đó
cho thấy, EIGRPv6 có tỷ lệ các gói tin
Hello cao hơn so với OSPFv3 trong mạng
kết hợp IPv4 và IPv6.

Hình 16. Thống kê lưu lượng giao thức
định tuyến sau khi tổng hợp tuyến

Hình 14. Giá trị Tunnel Overhead sau
khi tổng hợp tuyến

Tập 06 (12/2019)

87

TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

3.9. Đánh giá CPU và Memory
Utilization
Mức độ sử dụng CPU là số phần trăm
tổng hiệu suất mà CPU đã sử dụng để xử lý
trong router. Việc sử dụng CPU ở mức cao có
thể là nguyên nhân dẫn tới việc làm mất gói
tin, độ trễ cao và việc xử lý các gói tin bị chậm
đi (O. J. S. Parra, A. P. Rios, and G. L. Rubio,
2011) (Jian, S., and Fang, 2011) (Wijaya C,
2011). . Mức độ sử dụng bộ nhớ tương tự
như vậy, nếu sử dụng bộ nhớ ở mức cao có
thể dẫn tới việc sử dụng hiệu suất của CPU
cao hơn. Hình 17 so sánh việc sử dụng CPU
của EIGRPv6 và OSPFv3 trong trường hợp
có tổng hợp tuyến và sử dụng cùng lượng
thời gian 2 phút trong mạng kết hợp IPv4 và
IPv6. Dữ liệu thống kê cho thấy OSPFv3 sử
dụng ít hiệu suất CPU hơn so với EIGRPv6:

Hình 18. Mức độ sử dụng CPU sau khi
tổng hợp tuyến
Kết quả chỉ ra trong Hình 19 và Hình 20
cho thấy mức độ sử dụng bộ nhớ hiệu quả
hơn (và ít hơn) so với EIGRPv6:

Hình 19. Mức độ sử dụng bộ nhớ trước

khi tổng hợp tuyến

Hình 17. Mức độ sử dụng CPU trước khi
tổng hợp tuyến
Hình 18 chỉ ra kết quả so sánh mức độ
sử dụng CPU sau khi tổng hợp tuyến (với
cùng thời gian). Dữ liệu cho thấy OSPFv3
vẫn sử dụng ít hiệu suất của CPU hơn so với
EIGRPv6 tương đương với việc CPU xử lý
các quá trình của OSPFv3 với lượng thời
gian ngắn hơn so với EIGRPv6:

Hình 20. Mức độ sử dụng bộ nhớ sau khi
tổng hợp tuyến
Tập 06 (12/2019)

88


TẠP CHÍ KHOA HỌC YERSIN – CHUYÊN ĐỀ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

4. Kết luận
Kết quả của nghiên cứu, thực nghiệm
này cho thấy giao thức OSPFv3 thực hiện
tối ưu hơn giao thức EIGRPv6 trên nền
mạng lai giữa IPv4 và IPv6 với hầu hết các
tham số sử dụng như: Thời gian hội tụ,
RTT (round time trip), thời gian đáp ứng,
chi phí đường hầm, lưu lượng giao thức,
mức độ sử dụng CPU và bộ nhớ. Kết quả

nghiên cứu cũng có thể dùng tham khảo
giống như những góp ý tích cực giúp các
nhà thiết kế mạng có thể định lượng được
một cách tường minh khi họ áp dụng các
giao thức định tuyến OSPFv3 và EIGRPv6
trong hạ tầng mạng đã thiết kế được tối
ưu nhất có thể, giúp hệ thống hoạt động
ổn định hơn, định hình được những kế
hoạch quản trị hệ thống trong tương lai
hiệu quả hơn trên thực tế.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Z.

Ashraf. (2013). IPv6 Routing: A
Practitioner Approach, Lap Lambert
Academic Publishing GmbH KG.
D. Chauhan and S. Sharma. (2015).
Performance Evaluation of Different
Routing Protocols in IPv4 and IPv6
Networks on the basis of Packet Sizes.
Procedia computer science, 46, 1072-1078.
Komal Gehlot. (2014). Performance
Evaluation of EIGRP and OSPF Routing
Protocols in Real Time Applications.
IẸTTCS, 3(1), 137-143.
Alex Hinds. (2013). Evaluation of OSPF and
EIGRP Routing Protocols for IPv6.
International Journal of Future Computer

and Communication, 2(4), 287-291.
Martin Kuradusenge. (2016), Operation and
Comparative Performance Analysis of
Enhanced Interior Routing Protocol
(EIGRP) over IPv4 and IPv6 Networks.
IJAR in Computer Science and Software
Engineering, 6(7), 174-182.
Kuwar Pratap Singh. (2013). Performance
Evaluat ion of Enhanced Interior
Gateway Routing Protocol in IPv6
Network. International Journal of
Computer Applications, 70(5), 42-47.
F. Li, J. Yang, J. Wu, Z. Zheng, H. Zhang and X.
Wang. (2014). Configuration analysis
and recommendation: Case studies in

IPv6
networks.
Computer
Communications, 53, 37-51.
Jay Kumar Jain and Sanjay Sharma. (2014).
Progressive Routing Protocol using
Hybrid Analysis for MANETs. Int. J. on
Recent Trends in Engineering and
Technology, Vol. 10, No. 1, Jan 2014, ACEEE.
Fatima A. Hamza, Amr M. Mohamed.
(2011). Performance Comparison of
Two Dynamic Routing Protocols: RIP
and OSPF. Journal of Emerging Trends
in Computing and Information Sciences,

CIS Journal Vol. 2, No. 10, pp.509-513.
O. J. S. Parra, A. P. Rios, and G. L. Rubio.
(2011). IPV6 and IPV4 QoS
mechanisms. in Proc. of International
Organization
for
Information
Integration and Web-based Application
and Services, pp 463-466.
Jian, S., and Fang, Y. Y. (2011). Research and
Implement of OSPFv3 in IPv6 Network.
In Proceedings of the CSQRWC,
Conference on Cross Strait QuadRegional Radio Science and Wireless
Technology Conference, 743 – 746.
Wijaya C. (2011). Performance Analysis of
Dynamic Routing Protocol EIGRP and
OSPF in IPv4 and IPv6 Network. In
Proceedings of the ICI, International
Conference on Informatics and
Computational Intelligence, 355 – 360.
Tập 06 (12/2019)

89